CN103457453A - 一种用于降低音频噪音的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于降低音频噪音的控制方法，包括：提供一输入电源；提供一电源变换器，该电源变换器具有一机械谐振频率的元件，耦接于电源变换器的输入端或输出端；提供一输出电容和一负载，该输出电容和该负载并联连接；将电源变换器设置于一间歇工作模式；以及控制单脉冲周期内电源变换器从输入端传递至输出端的能量，以降低所述电源变换器的音频噪音。采用本发明的用于降低音频噪音的控制方法，当电源变换器工作于间歇模式时，藉由调节间歇周期中的工作期间内从输入侧传递至输出侧的能量，来改变电源变换器的间歇周期，进而调节其间歇频率，从而使该间歇频率避开诸如磁性元件的机械谐振频率，降低音频噪音。

Description

一种用于降低音频噪音的控制方法

技术领域

本发明涉及电力电子技术，尤其涉及一种可降低音频噪音的控制方法。

背景技术

当前，电源变换器作为电子产品的供电转换设备，已广泛应用于军工、科研、工控、通讯、电力、LED照明、仪器仪表等诸多领域。随着电源变换器的不断改进，其在轻载和空载输出情形下的工作效率日益受到重视。

一般地，为提高效率，当电源变换器的输出功率小于一预设值时，使其进入Burst-Mode模式(以下简称BM模式)。在此，BM模式也称作跳周期模式或间歇工作模式，该模式状态下，电源变换器在两段连续工作的脉冲(T_{burst_on}期间)之间，停止工作一段时间(T_{burst_off})。于T_{burst_on}期间，电源变换器从输入侧向输出侧传递能量，电源变换器中的储能元件储存能量；于T_{burst_off}期间，电源变换器停止输入侧到输出侧的能量传递，改由电源变换器中的储能元件释放能量至输出侧。然而，在现有技术中，工作于BM模式的电源变换器，其磁性元件(如电感、变压器)往往会受到与BM频率相同的变化磁场的影响，造成音频噪音。一旦该频率在磁性元件的机械谐振频率附近时，磁性元件将产生共振情形，此时的音频噪音尤为明显。

当前用来处理磁性元件BM模式下的音频噪音，主要采用两种技术方案。其中的一种方案是在于，改变磁性元件的机械结构和安装方式，比如粘结、固定、增加声音传播距离、增加隔音罩等，但这些处理方式无法从根本上解决音频噪音问题。另一种方案是在于，减小与BM频率相同的变化磁场的幅值，进而减小音频噪音。但是，现有的减小磁场幅值的常用做法，通常比较呆板，并不利于优化轻载和空载时的效率。

为了解决现有技术的上述缺陷，相关领域莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的方式被发展完成。因此，如何设计一种可降低音频噪音的控制方法，当工作于轻载和空载情形时，减小或消除音频噪音，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前相关领域亟需改进的目标。

发明内容

针对现有技术中的降低音频噪音时所存在的上述缺陷，本发明提供了一种新颖的用于降低音频噪音的控制方法。

依据本发明的一个方面，提供了一种用于降低音频噪音的控制方法，包括：

a)提供一输入电源，所述输入电源包含一第一端和一第二端；

b)提供一电源变换器，所述电源变换器包含：

一第一输入端和一第二输入端，所述电源变换器的第一输入端与所述输入电源的第一端连接，所述电源变换器的第二输入端与所述输入电源的第二端连接；

一第一输出端和一第二输出端；

一输出电容，包含一第一端和一第二端，所述输出电容的第一端连接于所述电源变换器的第一输出端，所述输出电容的第二端连接于所述电源变换器的第二输出端；

具有一机械谐振频率的元件，耦接于所述电源变换器的第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端其中之一；

c)提供一负载，包含一第一端和一第二端，所述负载的第一端连接于所述输出电容的第一端，所述负载的第二端连接于所述输出电容的第二端；

d)将所述电源变换器设置于一间歇工作模式，其中，该间歇工作模式具有一间歇周期，所述间歇周期包括一工作期间T_burst-on和一停止期间T_burst-off，所述间歇周期的工作期间T_burst-on至少包含一单脉冲周期T_s；

e)控制所述工作期间T_burst-on内所述电源变换器从所述第一输入端和第二输入端传递至所述第一输出端和第二输出端的能量，以降低所述电源变换器的音频噪音。

在一实施例中，上述步骤e还包括：控制所述工作期间T_burst-on内的单脉冲周期T_s内所述电源变换器从所述第一输入端和第二输入端传递至所述第一输出端和第二输出端的能量。

在一实施例中，上述步骤e还包括：检测所述电源变换器的输出功率；根据所述输出功率，调节所述单脉冲周期T_s内所述电源变换器从所述第一输入端和第二输入端传递至所述第一输出端和第二输出端的能量。进一步，上述检测输出功率的步骤还包括：检测反映流经所述负载的电流的信号。

在一实施例中，上述步骤e还包括：调节所述电源变换器的输出端的输出电流，进而调节所述单脉冲周期T_s内所述电源变换器从所述第一输入端和第二输入端传递至所述第一输出端和第二输出端的能量。

在一实施例中，上述步骤e还包括：设定所述电源变换器的输出端的输出电压纹波保持恒定；提供一反映所述电源变换器的输出端的输出电流的信号，设定其一上限阈值和一下限阈值。进一步，上述步骤e还包括：预设定反映所述电源变换器的输出端的输出电流的信号和反映流经所述负载的电流的信号之间的关系，其中，反映所述电源变换器的输出端的输出电流的信号的上限阈值对应于流经所述负载的一第一电流值，反映所述电源变换器的输出端的输出电流的信号的下限阈值对应于流经所述负载的一第二电流值；提供流经所述负载的一第三电流值，该第三电流值对应于反映所述电源变换器的输出端的输出电流的信号的一预设值，该预设值介于反映所述电源变换器的输出端的输出电流的信号所设定的上限阈值与下限阈值之间。此外，第二电流值大于第一电流值，第三电流值大于第二电流值。此外，上述步骤e还包括：根据反映所述电源变换器的输出端的输出电流的信号和反映流经所述负载的电流的信号之间的关系，控制所述电源变换器的输出端的输出电流，以降低所述电源变换器的音频噪音。

在一实施例中，上述步骤e还包括：设定所述电源变换器的输出端的输出电流保持恒定；提供所述电源变换器的输出端的输出电压纹波，并设定其一上限阈值和一下限阈值。进一步，上述步骤e还包括：预设定所述电源变换器的输出端的输出电压纹波和反映流经所述负载的电流的信号之间的关系，其中，所述电源变换器的输出端的输出电压纹波的下限阈值对应于流经所述负载的一第一电流值，所述电源变换器的输出端的输出电压纹波的上限阈值对应于流经所述负载的一第二电流值；提供流经所述负载的一第三电流值，该第三电流值对应于所述电源变换器的输出端的输出电压纹波的一预设值，该预设值介于所述电源变换器的输出端的输出电压纹波所设定的上限阈值和下限阈值之间。此外，第二电流值大于第一电流值，第三电流值大于第二电流值。此外，上述步骤e还包括：根据所述电源变换器的输出端的输出电压纹波和反映流经所述负载的电流的信号之间的关系，控制所述电源变换器的输出端的输出电压纹波，以降低所述电源变换器的音频噪音。

在一实施例中，上述步骤e还包括：设定所述电源变换器的输出端的输出电压纹波保持恒定；设定一反映所述电源变换器的输出端的输出电流的信号的一上限阈值和一下限阈值；提供一参考频率，将当前间歇频率与所述参考频率进行比较，并得到二者间的误差；以及利用所述误差来调节所述电源变换器的输出端的输出电流，以降低所述电源变换器的音频噪音。进一步，所述当前间隙频率大于或等于所述参考频率时，减小所述电源变换器的输出端的输出电流。将所述电源变换器的输出端的输出电流减小至其下限阈值。所述当前间歇频率小于所述参考频率时，增大所述电源变换器的输出端的输出电流。将所述电源变换器的输出端的输出电流增加至其上限阈值。

在一实施例中，上述步骤e还包括：设定所述电源变换器的输出端的输出电流保持恒定；设定所述电源变换器的输出端的输出电压纹波的一上限阈值和一下限阈值；提供一参考频率，将当前间歇频率与所述参考频率进行比较，并得到二者间的误差；以及利用所述误差来调节所述电源变换器的输出端的输出电压纹波，以降低所述电源变换器的音频噪音。进一步，所述当前间隙频率大于或等于所述参考频率时，增加所述电源变换器的输出端的输出电压纹波。将电源变换器的输出端的输出电压纹波增加至其上限阈值。在一实施例中，所述当前间歇频率小于所述参考频率时，减小所述电源变换器的输出端的输出电压纹波。将所述电源变换器的输出端的输出电压纹波减小至其下限阈值。

采用本发明的用于降低音频噪音的控制方法，当电源变换器工作于间歇模式时，藉由调节单脉冲周期内从输入侧传递至输出侧的能量，来改变电源变换器的间歇周期，进而调节其间歇频率，从而使该间歇频率避开诸如磁性元件的机械谐振频率，降低音频噪音。此外，在电源变换器的音频噪音满足预定要求的情形下，还可调节电源变换器的输出端的输出电流峰值，以优化从电源变换器的第一和第二输入端到第一和第二输出端的能量传递效率。

附图说明

读者在参照附图阅读了本发明的具体实施方式以后，将会更清楚地了解本发明的各个方面。其中，

图1绘示依据本发明的一具体实施方式的电源变换器的结构框图；

图2绘示图1的电源变换器处于间歇工作模式时，输出电压的变化曲线、由工作期间和停止期间构成的间歇周期的脉冲波形、电源变换器的输出端的输出电流在单脉冲周期的变化曲线示意图；

图3绘示图1的电源变换器未采用本发明的控制方法进行调节时，间歇频率与流经负载的电流之间的关系曲线图；

图4绘示图1的电源变换器采用本发明的控制方法进行调节后，间歇频率与流经负载的电流之间的关系曲线图；

图5绘示图1的电源变换器采用本发明的控制方法进行调节后，电源变换器的输出端的输出峰值电流与流经负载的电流之间的关系曲线图；

图6绘示本发明的第一具体实施例的控制方法的流程框图；

图7绘示本发明的第二具体实施例的控制方法的流程框图；

图8绘示本发明的第三具体实施例的控制方法的流程框图；

图9绘示本发明的第四具体实施例的控制方法的流程框图。

具体实施方式

为了使本申请所揭示的技术内容更加详尽与完备，可参照附图以及本发明的下述各种具体实施例，附图中相同的标记代表相同或相似的组件。然而，本领域的普通技术人员应当理解，下文中所提供的实施例并非用来限制本发明所涵盖的范围。此外，附图仅仅用于示意性地加以说明，并未依照其原尺寸进行绘制。

于本申请的具体实施方式部分与权利要求书部分，涉及“耦接(coupled with)”之描述，其可泛指一组件透过其他组件而间接连接至另一组件，或是一组件无须透过其他组件而直接连接至另一组件。

于本申请的具体实施方式部分与权利要求书部分，除非文中对于冠词有所特别限定，否则“一”与“该”可泛指单个或多个。

本文中所使用的“约”、“大约”或“大致”用以修饰任何可些微变化的数量，但这种些微变化并不会改变其本质。于实施方式中若无特别说明，则代表以“约”、“大约”或“大致”所修饰之数值的误差范围一般是容许在百分之二十以内，较佳地是在百分之十以内，而更佳地则是在百分之五以内。

图1绘示依据本发明的一具体实施方式的电源变换器的结构框图。

参照图1，该电源变换器10包括一第一输入端IN1、一第二输入端IN2、一第一输出端OUT1和一第二输出端OUT2。电源变换器10的第一输入端IN1与输入电源V的第一端连接，电源变换器10的第二输入端IN2与输入电源V的第二端连接。第一输出端OUT1连接至输出电容C_out的一端，第二输出端OUT2连接至输出电容C_out的另一端。为了描述方便起见，不妨将电源变换器10的输出端的输出电流标记为i_peak，将流经负载R的电流标记为i_out。

该电源变换器10还包括具有一机械谐振频率的元件102。该元件102耦接于电源变换器10的第一输入端IN1、第二输入端IN2、第一输出端OUT1、第二输出端OUT2其中之一。例如，在一些实施例中，该元件102耦接至电源变换器10的第一输入端IN1或第二输入端IN2；在另一些实施例中，该元件102耦接至电源变换器10的第一输出端OUT1或第二输出端OUT2。应当理解，该电源变换器10通过第一和第二输入端IN1和IN2，可将来自输入电源的能量传递至电源变换器的第一和第二输出端OUT1和OUT2。该元件102可为磁性元件如变压器，电感等，也可为容性元件如滤波电容，电解电容等。

当电源变换器10处于空载或轻载情形时，可将其设置为间歇工作模式，以节约能源。在此，术语“间歇工作模式”是指电源变换器10在一段时间内处于工作状态，在一段时间内处于空闲状态，并且工作状态和空闲状态各自所对应的时间期间构成一个完成的间歇周期。

图2绘示图1的电源变换器处于间歇工作模式时，输出电压的变化曲线、由工作期间和停止期间构成的间歇周期的脉冲波形、电源变换器的输出端的输出电流在单脉冲周期的变化曲线示意图。

参照图2，当电源变换器10工作于间歇模式时，每一间歇周期由一工作期间T_{burst_on}和一停止期间T_{burst_off}组成。亦即，在相邻的两个工作期间T_{burst_on}之间，加入一段停止期间T_{burst_off}。或者，在相邻的两个停止期间T_{burst_off}，提供一段连续工作的脉冲，使电源变换器10在间歇周期内从第一和第二输入端IN1和IN2向第一和第二输出端传递能量。

结合图2的输出电压变化曲线以及间歇周期的脉冲波形可知，当电源变换器处于工作期间T_{burst_on}时，能量从第一和第二输入端IN1和IN2传递至第一和第二输出端OUT1和OUT2，并且藉由诸如电感元件或电容元件来存储该能量，输出电压的电压值从V_{out_min}上升至V_{out_max}。相应地，当电源变换器10处于停止期间T_{burst_off}时，停止从第一和第二输入端IN1和IN2到第一和第二输出端OUT1和OUT2的能量传递，释放之前所存储的能量，从而输出电压的电压值从V_{out_max}下降至V_{out_min}。

在一实施例中，工作期间T_{burst_on}包括至少一个单脉冲周期T_s，将该单脉冲周期T_s进行放大后，不难看出，每一单脉冲周期也包括施加脉冲以及该脉冲宽度后的延迟时间。以bulk反激变换器为例，当电源变换器处于单脉冲周期T_s内提供脉冲的时间区间T_on时，电源变换器的输出端的输出电流逐渐上升并到达电流峰值I_pk。当停止施加脉冲时，电源变换器的输出端的输出电流从电流峰值I_pk逐渐下降，经过时间期间T_{off_down}后，电源变换器的输出电流减小至零。然后再经过一段延迟，最终到达单脉冲周期T_s的结束时刻。在图2中，将电流上升至峰值的过渡时间标示为T_on，将电流从峰值下降至零并延迟的过渡时间标示为T_off，单脉冲周期T_s等于过渡时间T_on与T_off之和。

不妨定义电源变换器输出端的输出电压的最大值和最小值分别为V_{out_max}和V_{out_min}，即输出电压的纹波为(V_{out_max}-V_{out_min})。I_pk为电源变换器的输出端的输出电流峰值，I_{D_avg}为电源变换器输出端的输出电流在单脉冲周期内的峰值平均值。则，间歇周期T_burst的工作期间、停止期间、峰值电流的平均值以及间歇频率的计算公式可分别表示为：

$T_{\mathrm{burst}\_\mathrm{on}}=\frac{(V_{\mathrm{out}\_\max }-V_{\mathrm{out}\_\min })\·C_{\mathrm{out}}}{I_{D\_\mathrm{avg}}-I_{\mathrm{out}}}---\left(1\right)$

$T_{\mathrm{burst}\_\mathrm{off}}=\frac{(V_{\mathrm{out}\_\max }-V_{\mathrm{out}\_\min })\·C_{\mathrm{out}}}{I_{\mathrm{out}}}---\left(2\right)$

T_burst＝T_{burst_on}+T_{burst_off}    (3)

$I_{D\_\mathrm{avg}}=\frac{\frac{I_{\mathrm{pk}}}{2}\·T_{\mathrm{off}\_\mathrm{down}}}{T_s}---\left(4\right)$

$F_{\mathrm{burst}}=\frac{1}{T_{\mathrm{burst}}}---\left(5\right)$

根据上述公式(1)-(5)，可得到间歇频率的如下关系：

$F_{\mathrm{burst}}=\frac{I_{\mathrm{out}}-\frac{I_{\mathrm{out}}^2}{I_{D\_\mathrm{avg}}}}{(V_{\mathrm{out}\_\max }-V_{\mathrm{out}\_\min })\·C_{\mathrm{out}}}---\left(6\right)$

由上述公式(6)可知，间歇频率F_burst与四个参数有关，即流经负载的电流I_out、电源变换器输出端的输出电流在单脉冲周期内的峰值平均值I_{D_avg}、电源变换器输出端的输出电压纹波(V_{out_max}-V_{out_min})和输出电容C_out。由公式(2)可知，电源变换器输出端的输出电流在单脉冲周期的峰值平均值与电源变换器输出端的输出电流峰值呈预定关系，因而，也可理解为间歇频率F_burst与流经负载的电流I_out、电源变换器输出端的输出电流峰值I_pk、电源变换器输出端的输出电压纹波(V_{out_max}-V_{out_min})和输出电容C_out有关。例如，在其他参数不变的条件下，输出电流I_pk越小，意味着从第一输入端和第二输入端IN1和IN2传递至第一和第二输出端OUT1和OUT2的能量较小，因而间歇频率F_burst也越低。又如，在其他参数不变的条件下，若流经负载的电流I_out在I_{out_a}和I_{out_b}之间，则间歇频率F_burst将会大于某一基准频率F_{burst_a}，此时，电源变换器的音频噪音幅值可能会超出预设规格，如图3所示。

在一具体实施例中，不妨设定电源变换器10在单个间歇周期内从输入侧IN传递至输出侧OUT的总能量为E，每一单脉冲周期T_s内从输入侧IN传递至输出侧OUT的能量分别为E1、E2、…、En，其中n表示传递能量E所需的单脉冲周期数目，则总能量E为E1、E2、…、En之和。此外，由于每一间歇周期中的工作期间T_{burst_on}传递能量，而停止期间T_{burst_off}并不传递能量，因此，在单个间歇周期所传递的总能量E不发生变化的前提下，减小单脉冲周期T_s内所传递的单位能量，将意味着相应的工作期间T_{burst_on}会通过更多的单脉冲周期T_s来进行能量传递。由此可知，工作期间T_{burt_on}的时间将会拉长，进而间歇周期T_burst也会变长，间歇频率F_burst将会减小，藉由间歇频率F_burst的减小可达到降低音频噪音的效果。

在一具体实施例中，对于电源变换器10来说，该电源变换器可为一正激变换器、一反激变换器或一桥式变换器。此外，该电源变换器也可为一升压变换器、一降压变换器、一升降压变换器、一谐振变换器或一LLC变换器。应当理解，本发明的电源变换器10无论采用上述哪种类型的变换器，在间歇工作模式下，只要控制电源变换器在间歇工作模式下，工作期间T_burst-on内从第一输入端IN1和第二输入端IN2传递至第一输出端OUT1和第二输出端OUT2的能量，就可使电源变换器10的间歇工作频率避开元件102的机械谐振频率，进而降低电源变换器的音频噪音。

图4绘示图1的电源变换器采用本发明的控制方法进行调节后，间歇频率与流经负载的电流之间的关系曲线图，图5绘示图1的电源变换器采用本发明的控制方法进行调节后，电源变换器的输出端的输出峰值电流与流经负载的电流之间的关系曲线图。再次参考图3，流经负载的电流低于I_{out_a}或者流经负载的电流高于I_{out_b}时，电源变换器10处于间歇工作模式时的间歇频率低于基准频率F_{burst_a}。当流经负载的电流介于I_{out_a}与I_{out_b}之间时，电源变换器10处于间歇工作模式时的间歇频率将会超出基准频率F_{burst_a}。若将该基准频率对应于音频噪音的临界频率(亦即，小于该基准频率的间歇频率将会产生较小的音频噪音，大于该基准频率的间歇频率将会产生较大、较明显的音频噪音)，则流经负载的电流I_out在I_{out_a}和I_{out_b}之间将引起电源变换器间歇工作模式时的音频噪音问题，反之，流经负载的电流低于I_{out_a}或高于I_{out_b}电源变换器的音频噪音较低。

将图4与图3进行比较，如图4所示，在本发明的用于降低音频噪音的控制方法中，电源变换器10处于间歇工作模式下，流经负载的电流低于I_{out_a}或高于I_{out_b}时，由于当前间歇频率并未高出基准频率F_{burst_a}，该控制方法可无需针对与间歇频率密切相关的参数进行调整。只有在流经负载的电流I_out介于I_{out_a}和I_{out_b}之间，导致电源变换器10的间歇频率靠近元件102的机械谐振频率时，该控制方法才针对与间歇频率密切相关的参数进行调整。

应当指出，当电源变换器10处于间歇工作模式时，单脉冲周期内所传递的能量值不同，电源变换器10的输出功率也随之不同(例如，第一和第二输出端OUT1和OUT2的输出电流。在一实施例中，该控制方法检测电源变换器的输出端的输出功率，并根据该输出功率来调节单脉冲周期内电源变换器从第一和第二输入端IN1和IN2传递至第一和第二输出端OUT1和OUT2的能量。

由上述可知，本发明的控制方法通过控制单脉冲周期内从电源变换器的输入端传递至输出端的能量，使间歇工作模式下的间歇频率满足一定的预设值，进而降低电源变换器的音频噪音。应当指出，单脉冲周期内从输入端到输出端所传递的能量不同，其对应的能量传输效率也可能会不同，当所传递的能量为某一参考值时，可降低电源变换器的音频噪音并且能量的传输效率最优。如图5所示，当电源变换器输出端的输出电流I_pk为I_{pk_ref}时，能量传输效率较优，随着I_pk的减小，能量传输效率逐渐变低，当电源变换器输出端的输出电流减小至下限阈值时，能量传输效率最差。需要说明的是，此处的I_{pk_ref}既可以是固定值，也可以在工作期间根据不同的工作情形进行调整，以满足能量传输效率的需求。

图6绘示本发明的第一具体实施例的控制方法的流程框图。参照图6，在该控制方法中，首先执行步骤S11，设定电源变换器的输出端的输出电压纹波保持恒定；然后在步骤S13中，提供一反映电源变换器的输出端的输出电流的信号，设定该信号的一上限阈值和一下限阈值；接着在步骤S15中，预设定反映电源变换器的输出端的输出电流的信号和反映流经负载的电流的信号之间的关系，该反映电源变换器的输出端的输出电流的信号的上限阈值和下限阈值分别对应于流经负载的第一电流值和第二电流值；最后执行步骤S17中，提供流经负载的一第三电流值，该第三电流值对应于反映电源变换器的输出端的输出电流的信号的一预设值，该预设值介于该上限阈值和该下限阈值之间。在一实施例中，第二电流值大于第一电流值，而第三电流值大于第二电流值。

在一实施例中，反映电源变换器的输出端的输出电流的信号为输出电流在单脉冲周期内的峰值平均值I_{D_avg}，由上述公式(4)可知，单脉冲周期内的峰值平均值与电源变换器的输出端的输出电流峰值I_pk呈预定关系。通过步骤S11和S13，当电源变换器的输出端的输出电压纹波(V_{out_max}-V_{out_min})保持不变时，根据电源变换器的输出端的输出电流峰值I_pk与流经负载的电流I_out之间的对应关系，就可根据流经负载的实时电流来得到相应的输出电流峰值，进而控制电源变换器的输出端的输出电流，使得电源变换器的间歇频率低于一参考频率，降低电源变换器的音频噪音。例如，该参考频率不大于电源变换器中相关元件的机械谐振频率的二分之一，使得音频噪音的降低效果较为明显。进一步，当电源变换器中不止有一个机械谐振频率的时候，选择相同激励下振动最强烈的机械谐振频率。

图7绘示本发明的第二具体实施例的控制方法的流程框图。参照图7，在该控制方法中，首先执行步骤S21，设定电源变换器的输出端的输出电流保持恒定；然后在步骤S23中，提供电源变换器的输出端的输出电压纹波，设定其一上限阈值和一下限阈值；接着在步骤S25中，预设定电源变换器的输出端的输出电压纹波和反映流经负载的电流的信号之间的关系，该电源变换器的输出端的输出电压纹波分别对应于流经负载的第一电流值和第二电流值；最后执行步骤S27中，提供流经负载的一第三电流值，该第三电流值对应于电源变换器的输出端的输出电压纹波的一预设值，该预设值介于该上限阈值和该下限阈值之间。在一实施例中，第二电流值大于第一电流值，而第三电流值大于第二电流值。

更详细地，通过步骤S21和S23，当电源变换器的输出端的输出电流保持恒定(即，输出电流峰值I_pk保持恒定)时，根据电源变换器的输出端的输出电压纹波(V_{out_max}-V_{out_min})与流经负载的电流I_out之间的对应关系，就可根据流经负载的实时电流来得到相应的输出电压纹波，进而控制该输出电压纹波来降低电源变换器的音频噪音。

将图7与图6进行比较，图7的控制方法中的控制对象为电源变换器的输出端的输出电压纹波，而图6的控制方法中的控制对象为电源变换器的输出端的输出电流，根据上述公式(6)，随着输出电压纹波或输出电流的改变，其间歇频率也相应改变，因此可达到降低音频噪音的目的。

图8绘示本发明的第三具体实施例的控制方法的流程框图。参照图8，在该控制方法中，首先执行步骤S31，设定电源变换器的输出端的输出电压纹波保持恒定；然后在步骤S33中，设定一反映电源变换器的输出端的输出电流的信号的一上限阈值和一下限阈值；接着执行步骤S35，提供一参考频率F_{burst_ref}，将电源变换器的当前间歇频率与该参考频率进行比较，并得到二者间的误差；最后在步骤S37中，利用该误差来调节电源变换器的输出端的输出电流，以降低电源变换器的音频噪音。

在一实施例中，如果当前间隙频率大于或等于该参考频率，该控制方法减小电源变换器的输出端的输出电流。进一步，该控制方法将电源变换器的输出端的输出电流减小到它的下限阈值，该下限阈值对应的间隙频率远小于电源变换器中相关元件的机械谐振频率，因而可降低音频噪音。更具体地，根据上述公式(6)，当电源变换器的输出端的输出电流(对应于输出电流峰值I_pk和单脉冲周期内的峰值平均值I_{D_avg})逐渐增大时，间歇频率的变化趋势为逐渐增加；当电源变换器的输出端的输出电流逐渐减小时，间歇频率的变化趋势为逐渐减小。因而，在当前间歇频率大于或等于参考频率时，可减小电源变换器的输出端的输出电流，以达到减小当前间歇频率的功效。

在一实施例中，如果当前间歇频率小于该参考频率，该控制方法增大电源变换器的输出端的输出电流。进一步，该控制方法将电源变换器的输出端的输出电流增大到它的上限阈值，该上限阈值对应的间歇频率也可使电源变换器的音频噪音较小。与此同时，电源变换器的输出端的输出电流增大，可提高或优化从电源变换器的第一输入端IN1和第二输入端IN2到第一输出端OUT1和第二输出端OUT2的能量传递效率。

将图8与图6进行比较，图8和图6的控制方法均是对电源变换器的输出端的输出电流进行控制。然而，图6所示的实施例是根据电源变换器的输出端的输出电流峰值与流经负载的电流之间的对应关系，根据流经负载的实时电流来得到输出电流峰值，进而控制电源变换器的输出端的输出电流。相比之下，图8所示的实施例是将电源变换器的当前间歇频率与参考频率进行比较，并根据二者间的频率误差来调节电源变换器的输出端的输出电流，因而控制方法的实现过程从根本上也是不同的。

图9绘示本发明的第四具体实施例的控制方法的流程框图。参照图9，在该控制方法中，首先执行步骤S41，设定电源变换器的输出端的输出电流保持恒定；然后在步骤S43中，设定电源变换器的输出端的输出电压纹波的一上限阈值和一下限阈值；接着执行步骤S45，提供一参考频率F_{burst_ref}，将电源变换器的当前间歇频率与该参考频率进行比较，并得到二者间的误差；最后在步骤S47中，利用该误差来调节电源变换器的输出端的输出电压纹波，以降低电源变换器的音频噪音。

在一实施例中，如果当前间隙频率大于或等于该参考频率，该控制方法增加电源变换器的输出端的输出电压纹波(V_{out_max}-V_{out_min})。进一步，该控制方法将电源变换器的输出端的输出电压纹波增加到它的上限阈值，该上限阈值对应的间隙频率远小于电源变换器中相关元件的机械谐振频率，因而可降低音频噪音。更具体地，根据上述公式(6)，当输出电压纹波逐渐增大时，间歇频率的变化趋势为逐渐减小；当输出电压纹波逐渐减小时，间歇频率的变化趋势为逐渐增大。因而，在当前间歇频率大于或等于参考频率时，可增加电源变换器的输出端的输出电压纹波，以达到减小当前间歇频率的功效。

在一实施例中，如果当前间歇频率小于该参考频率，该控制方法减小电源变换器的输出端的输出电压纹波。进一步，该控制方法将电源变换器的输出端的输出电压纹波降小到它的下限阈值，该下限阈值对应的间歇频率也可使电源变换器的音频噪音较小。

采用本发明的用于降低音频噪音的控制方法，当电源变换器工作于间歇模式时，藉由调节间歇周期中的工作期间内从输入侧传递至输出侧的能量，来改变电源变换器的间歇周期，进而调节其间歇频率，从而使该间歇频率避开诸如磁性元件的机械谐振频率，降低音频噪音。此外，在电源变换器的音频噪音满足预定要求的情形下，还可调节电源变换器的输出端的输出电流峰值，以优化从电源变换器的第一和第二输入端到第一和第二输出端的能量传递效率。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他组件或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个组件或装置也可以由一个组件或装置通过软件或者硬件来实现。术语“第一”、“第二”等词语仅仅用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

上文中，参照附图描述了本发明的具体实施方式。但是，本领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，还可以对本发明的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本发明权利要求书所限定的范围内。

Claims (23)

1.一种用于降低音频噪音的控制方法，其特征在于，该控制方法包括：

a)提供一输入电源，所述输入电源包含一第一端和一第二端；

b)提供一电源变换器，所述电源变换器包含：

一第一输入端和一第二输入端，所述电源变换器的第一输入端与所述输入电源的第一端连接，所述电源变换器的第二输入端与所述输入电源的第二端连接；

一第一输出端和一第二输出端；

一输出电容，包含一第一端和一第二端，所述输出电容的第一端连接于所述电源变换器的第一输出端，所述输出电容的第二端连接于所述电源变换器的第二输出端；

具有一机械谐振频率的元件，耦接于所述电源变换器的第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端其中之一；

c)提供一负载，包含一第一端和一第二端，所述负载的第一端连接于所述输出电容的第一端，所述负载的第二端连接于所述输出电容的第二端；

d)将所述电源变换器设置于一间歇工作模式，其中，该间歇工作模式具有一间歇周期，所述间歇周期包括一工作期间T_burst-on和一停止期间T_burst-off，所述间歇周期的工作期间T_burst-on至少包含一单脉冲周期T_s；

e)控制所述工作期间T_burst-on内所述电源变换器从所述第一输入端和第二输入端传递至所述第一输出端和第二输出端的能量，以降低所述电源变换器的音频噪音。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，上述步骤e还包括：

控制所述工作期间T_brust-on内的单脉冲周期T_s内所述电源变换器从所述第一输入端和第二输入端传递至所述第一输出端和第二输出端的能量。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，上述步骤e还包括：

检测所述电源变换器的输出功率；

根据所述输出功率，调节所述单脉冲周期T_s内所述电源变换器从所述第一输入端和第二输入端传递至所述第一输出端和第二输出端的能量。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，上述检测输出功率的步骤还包括：

检测反映流经所述负载的电流的信号。

5.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，上述步骤e还包括：

调节所述电源变换器的输出端的输出电流，进而调节所述单脉冲周期T_s内所述电源变换器从所述第一输入端和第二输入端传递至所述第一输出端和第二输出端的能量。

6.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，上述步骤e还包括：

设定所述电源变换器的输出端的输出电压纹波保持恒定；

提供一反映所述电源变换器的输出端的输出电流的信号，设定其一上限阈值和一下限阈值。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，上述步骤e还包括：

预设定反映所述电源变换器的输出端的输出电流的信号和反映流经所述负载的电流的信号之间的关系，其中，反映所述电源变换器的输出端的输出电流的信号的上限阈值对应于流经所述负载的一第一电流值，反映所述电源变换器的输出端的输出电流的信号的下限阈值对应于流经所述负载的一第二电流值；

提供流经所述负载的一第三电流值，该第三电流值对应于反映所述电源变换器的输出端的输出电流的信号的一预设值，该预设值介于反映所述电源变换器的输出端的输出电流的信号所设定的上限阈值与下限阈值之间。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述第二电流值大于所述第一电流值，所述第三电流值大于所述第二电流值。

9.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，上述步骤e还包括：根据反映所述电源变换器的输出端的输出电流的信号和反映流经所述负载的电流的信号之间的关系，控制所述电源变换器的输出端的输出电流，以降低所述电源变换器的音频噪音。

10.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，上述步骤e还包括：

设定所述电源变换器的输出端的输出电流保持恒定；

提供所述电源变换器的输出端的输出电压纹波，并设定其一上限阈值和一下限阈值。

11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，上述步骤e还包括：

预设定所述电源变换器的输出端的输出电压纹波和反映流经所述负载的电流的信号之间的关系，其中，所述电源变换器的输出端的输出电压纹波的下限阈值对应于流经所述负载的一第一电流值，所述电源变换器的输出端的输出电压纹波的上限阈值对应于流经所述负载的一第二电流值；

提供流经所述负载的一第三电流值，该第三电流值对应于所述电源变换器的输出端的输出电压纹波的一预设值，该预设值介于所述电源变换器的输出端的输出电压纹波所设定的上限阈值和下限阈值之间。

12.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，所述第二电流值大于所述第一电流值，所述第三电流值大于所述第二电流值。

13.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，上述步骤e还包括：根据所述电源变换器的输出端的输出电压纹波和反映流经所述负载的电流的信号之间的关系，控制所述电源变换器的输出端的输出电压纹波，以降低所述电源变换器的音频噪音。

14.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，上述步骤e还包括：

设定所述电源变换器的输出端的输出电压纹波保持恒定；

设定一反映所述电源变换器的输出端的输出电流的信号的一上限阈值和一下限阈值；

提供一参考频率，将当前间歇频率与所述参考频率进行比较，并得到二者间的误差；以及

利用所述误差来调节所述电源变换器的输出端的输出电流，以降低所述电源变换器的音频噪音。

15.根据权利要求14所述的控制方法，其特征在于，所述当前间隙频率大于或等于所述参考频率时，减小所述电源变换器的输出端的输出电流。

16.根据权利要求15所述的控制方法，其特征在于，将所述电源变换器的输出端的输出电流减小至其下限阈值。

17.根据权利要求14所述的控制方法，其特征在于，所述当前间歇频率小于所述参考频率时，增大所述电源变换器的输出端的输出电流。

18.根据权利要求17所述的控制方法，其特征在于，将所述电源变换器的输出端的输出电流增加至其上限阈值。

19.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，上述步骤e还包括：

设定所述电源变换器的输出端的输出电流保持恒定；

设定所述电源变换器的输出端的输出电压纹波的一上限阈值和一下限阈值；

提供一参考频率，将当前间歇频率与所述参考频率进行比较，并得到二者间的误差；以及

利用所述误差来调节所述电源变换器的输出端的输出电压纹波，以降低所述电源变换器的音频噪音。

20.根据权利要求19所述的控制方法，其特征在于，所述当前间隙频率大于或等于所述参考频率时，增加所述电源变换器的输出端的输出电压纹波。

21.根据权利要求20所述的控制方法，其特征在于，将所述电源变换器的输出端的输出电压纹波增加至其上限阈值。

22.根据权利要求19所述的控制方法，其特征在于，所述当前间歇频率小于所述参考频率时，减小所述电源变换器的输出端的输出电压纹波。

23.根据权利要求22所述的控制方法，其特征在于，将所述电源变换器的输出端的输出电压纹波减小至其下限阈值。

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